在高考数学导数压轴题中,常会遇到不等式恒成立时求参数取值范围的问题。对于这类问题,我们通常采用的通用解法是分类讨论。虽然这是基础方法,但计算过程往往相当繁琐。除了分离参数并构造新函数的方法外,还有一种实用且有效的解法,那就是端点效应。
当函数在区间端点处表现出特定性质时,例如端点处的函数值为零,我们可以利用端点效应来求解参数的取值范围。这种方法不仅简单易行,而且非常有效。
一、端点效应的解题策略
端点效应的解题过程主要分为两步:
(1)识别函数在区间端点处的特殊性质,缩小参数取值范围。这通常通过分析不等式成立的必要条件来实现。
(2)判断函数的单调性,证明必要条件即为充分条件。这一步验证了我们的解是正确的,并且适用于所有情况。
下面我们详细解释这种解题方法:
题目设定:要找到参数m的取值范围,使得不等式f(x,m)≥0在区间[a,b]上恒成立,其中m为参数。
第一步:缩小取值范围
根据不同情况进行分析:
(1)如果区间端点处的函数值不为零,即f(a)≠0或f(b)≠0,那么就不能直接使用端点效应。但因为不等式f(x,m)≥0在区间[a,b]上恒成立,包括端点处,所以我们可以通过f(a)≥0和f(b)≥0来间接缩小参数的取值范围。
(2)区间端点值函数为0型:若f(a)=0(或f(b)=0),但f’(a)≠0(或f’(b)≠0),我们需解f’(a)≥0(或f’(b)≤0)来求得参数的取值集合D。
(3)区间端点值函数及导数均为0型:即若f(a)=0(或f(b)=0),且f’(a)=0(或f’(b)=0),则需解f’(a)≥0(或f’(b)≥0)来求得参数的取值集合D。
第二步:证明充分性
利用第一步中求得的参数取值范围m∈D,求出f’(x)和f’’(x)来判断函数的单调性,进而验证不等式f(x,m)≥0是否恒成立。
二、端点效应例题解析
(1)区间端点值为零型的例题解析。
(2)区间端点值及导数均为零型的例题解析。
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